北（běi）一（yī）大隈数控立床

关于数控机床的

PLC数控机床（chuáng）PLC的（de）分类

PLC在CNC系统中是介于CNC装置（zhì）与机床之间的中间环节。其根据输入的离散信 息，在内部进行逻（luó）辑运算并（bìng）完成输出功能。数控机床PLC的结构形式可分为两类： 一类是（shì）专为（wéi）实（shí）现数控机床顺序控制而设计制造的“内置式” PLC,另一类是输入/输（shū）出接口技术规范、输（shū）入/输出点数、程序存储容量（liàng）以及运（yùn）算和控制功能（néng）等均（jun1）能满足 数控 机床控制要求的“独立式” PLCo内“置式（shì） ” PLC“内置式” PLC从属于CNC装置，PLC与CNC间的信号传送在CNC装置（zhì）内（nèi）部 即可实现。PLC与MT （机床侧）则通过CNC的（de）输入/输出接口电（diàn）路实现信号（hào）传 送，如下图所示。

内置式PLC有以下特点：

① 内置式PIC能独立工作（zuò），只（zhī）是CNC带有PLC功能，两者是不能分离的。

② 内置（zhì）式（shì）PLC的性能（néng）指标（如：输入输出点数、程序（xù）大步数、每步（bù）执行时间、 程序扫（sǎo）描时间、功能指令数目等）是根据（jù）所从属的CNC系统（tǒng）的规格、性能、适（shì）用（yòng）机 床的类型等确定的。其硬件和软件部分是（shì）被作（zuò）为CNC系统的基（jī）本（běn）功能或附加功能与 CNC系统统一设计制造的，因此系统硬件（jiàn）和软件整体结构十分紧凑（còu）。

③在硬件（jiàn）结构上，内置式（shì）PLC可与CNC共用一个CPU,也可单独使用一个CPU； 内置式PLC 一（yī）般单独制成一（yī）块（kuài）附加板，插装到CNC主板的插座上，不单独配备 I/O接口（kǒu），而是使用CNC系通本身的I/O接口； PLC控制部分（fèn）及部分I/O电路 所（suǒ）用电源（一般是输入口电源，而输出口电源是另匹配的）由CNC装置提供，不 另备电源。

④由于CNC的功（gōng）能和PLC的功（gōng）能在设计（jì）时就已经一（yī）同考虑，所以CNC和PLC之 方便，故障诊断功能和（hé）系统的可靠性也有提高。

独“立式 ” PLC

独立式PLC是独立于CNC装置，具有完（wán）备的硬件和软（ruǎn）件功能，能够独立完成规定 控制任务置。采用独立（lì）式PLC的数控（kòng）机床系统框图如下图所示。

独立式PLC有以（yǐ）下特点：

独立式PLC和CNC是通过输入/输出接口电路连接的。

独立（lì）式PLC在（zài）数（shù）控机（jī）床的应用中一般（bān）采用中型或大型PLC, I/O点数一般在 200点以上，所以多采用积木式模块化结构，具有安装方（fāng）便、功能易于扩展和变更等优点。

独立式PLC的输入、输出点（diǎn）数可以通过输入（rù）、输出模块的增（zēng）减灵活配置。有（yǒu）的独 立型PLC还可通过（guò）多个远程终端连接器构成有大（dà）量输入、输（shū）出点的网络，以（yǐ）实现大 范围的（de）集（jí）中控制。

数控机床PLC的工作过程

PLC的工作过程基本上（shàng）就是用户程序的执行过程，是在系统软件的控制下顺次扫（sǎo）描 务（wù）输入点的状态，按（àn）用户逻辑（jí）解算控制逻辑，然后顺序向各输出点发出相应的（de）控制信 号。此外，为提高工作的可靠性和及时接收外来的控制命令，在每个扫描周期还要进 行故障自诊断和处理以及编程器、计算机的通信请求等。

顺序扫描的工作方式是PLC的基本工作方（fāng）式，这种方式简单直观，而且方便用户程 序设计，为PLC的可靠运行提供了有力的保证。所扫描到的指令被执行后，其结果 立刻就被后面（miàn）将要扫描的指令所（suǒ）利用（yòng）。可（kě）以通过CPU设置定时器来监视每次扫（sǎo）描时 间是否超过规定时间，避免由于CPU内部故障使程序执行进入死循环。

对用户（hù）程序的（de）循环扫描执行过程（chéng），可分为输入采样、程序（xù）执行（háng）、输出刷新三个阶 段，如下图所示：

输入釆样阶段

在输入釆样阶段，PLC以（yǐ）扫描方式将所有输入端的输入信号状态（ON/OFF状态）读 入到输入（rù）映像寄存器中寄存起来，称为对输入信号的采样。接着转入程序执行阶段， 在程（chéng）序执行期间，即使输入状态变化，输（shū）入映像寄存器的内容也不会改（gǎi）变。输入（rù）状态 的变化只能在下一个工作周期的输入釆样阶（jiē）段才被重新读入。

程序执行（háng）阶段在程（chéng）序执行阶段，PLC对程序按顺（shùn）序进行扫描。如（rú）程序用梯（tī）形图 表示，则总是按先上后下、先左后右的顺序扫（sǎo）描。每（měi）扫描到一条指令时所需要的输入 状态或其他元素的状态（tài），分别由输入映像寄存器或输出映像寄（jì）存器中读入，然后进行 相应的（de）逻辑或算术运算，运（yùn）算（suàn）结果再存入专用寄存器。若（ruò）执行程序输出指令时，则（zé）将 相应的运算结果存入输出映像寄存（cún）器。

输出刷新阶段（duàn）在所有指令执行完毕后，输出映像寄存器中的状态就是欲输出的状 态。在输出刷新阶段将其转存到输出（chū）锁存电路，再经输出端子（zǐ）输出信号去驱动用（yòng）户输 出（chū）设备，这就是PLC的实际输出。PLC重复地执行上（shàng）述三个阶段，每重复一次（cì）就 是一个工作周期（或称扫描（miáo）周期）。工作周期的长短与（yǔ）程序（xù）的（de）长短有关。

顺序扫描的工作方式是PLC的基本（běn）工作方式（shì），这种方式简单直观，而且（qiě）方便用户程（chéng）序设（shè）计，为PLC的可靠运行提供（gòng）了有力的保证。

PLC对用户程序的（de）循环（huán）扫描执行过程，可分为输入（rù）釆样、程序执行、输出刷新（xīn） 三个阶段（duàn）

数控机床的外围故障比系统故障发生的几率要高。故障表现形态各（gè）异，在作故（gù）障 诊断时，要充分利用系统的外围报警（jǐng）信息，结合PMC梯形（xíng）图的逻辑关系，并且 仔细观察I/O接口的状（zhuàng）态 六、故障（zhàng）诊断原则和方法2.简述数控机床故障诊断及维修的一般方法

常规检查法，数控机床（chuáng）的检修要求维修人员掌握先外部（bù）后内部的原则，即（jí）当数 控机床发生故（gù）障后，维修人员应（yīng）先用（yòng）望、听（tīng）、闻等方法，由外向内逐一进行（háng）检查。